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导语:在数字通信技术的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
【关键词】 电子式互感器 数字同步 数字通信
前言:最近这些年,电子式互感器越来越多的应用于各地的数字化变电站。电子式互感器能够大面积普及,主要要感谢今年嵌入式技术和以太网的通信技术获得了长足的发展。电子式互感器与传统的电磁式互感器相比,具有相当大的优势,今后取代电磁式互感器的地位已属必然。电子式互感器在功能上分为数字信号处理和数字通讯两大部分。由于电气量采集方式的改变,数字同步问题逐渐凸显,成为了一个亟待解决的问题,另一方面数字通信问题也不可忽视。本文将重点研究数字同步和数字通信问题,为当前电子式互感器的发展提供解决方案。
一、电子式互感器的概念和特点
1、电子式互感器的概念。电子式互感器分为两个大类,一种是光学无源式,另一种是非光学有源式。这两类的共同特点是都要通过采集器来采集模拟电信号,然后进行将采集来的电信号下传的功能。光学无源电子式互感器和非光学有源电子式互感器的主要区别在于传感原理和外部接口。非光学有源电子式互感器又有一个别名,叫做罗氏有源电子式互感器,因为在这种电子式互感器的内部结构中,需要使用罗氏线圈来将电信号下传,拥有广阔的应用前景和强劲的发展势头。而光学无源电子式互感器则是利用光学原理来进行传输信号的工作,在信号变换上有自身的优势[1]。
2、电子式互感器的特点。电子式互感器之所以能够快速普及,是因为它解决了过去的电磁式传感器存在的一些固有问题。首先电子式互感器在精度上有了较大的飞跃,而且它的精度比较不容易受到外界因素的影响,相对稳定。其次,由于电子式互感器卓越的绝缘性质,使它在使用时的安全系数大大提高了。第三,电子式互感器的动态范围大,规避了其他互感器开路或者短路的意外风险。第四是电子式互感器没有铁芯,不必担心铁磁谐振。第五是电子式互感器灵活、轻便,适合于移动工作[2]。
二、电子式互感器与数字同步
数字同步技术对于整个电力系统有着特殊的重要意义,由于电力设备类型的不同,不同的电力设备产生的电压信号和电流信号都必须通过数字同步技术来实现统一。在目前的技术水平限制下,PPS码和B码是使用最为广泛的两种同步方式。这两种同步方式的共同点是能够以秒为单位来实现同步,其同步频率较高,能够对数字偏差进行实时地调节[3]。在电力系统中,各种不同种类的设备从产生电压和电流信号到数字同步处理完成的整个过程当中,最严重的问题就是告诫FIR滤波器导致的群延迟,这是导致数据同步出现延时的一个主要问题[4]。解决这个问题,光是靠从前所谓的插值运算是无法解决的。因为传统的插值运算方法在采集到处理的整个过程中无法对电流和电压信号进行有效的操作和控制。要解决这个问题,必须换一个思路,尝试用一种新的方式,即两极同步的方式来进行处理。两极同步的方式的优势主要有:首先两极同步可以用数字移相器将滞后的数字信号前移;其次,可以在使用差值计算的同时对信号进行精确处理。但是这个方式仍然有一些问题,在实际运用中要特别注意。
三、电子式互感器与数字通信
在讨论电子式互感器与数字通信技术的关系时,需要先了解使用IECE标准的MU服务器的基本结构。如果我们熟悉MU服务器的基本结构,我们就应当能够发现,在实际工作过程中,服务器所采集的十几路数字信号最后被分配到了两路数据集当中。在现有的技术水平限制下,测量值和保护值在发送时需要考虑到多种因素,为了在实际上保证数字通信的顺利进行,需要在发送时把握好时间差。这是因为采样值需要和对应的电压和电流信号一起发送。
结论:在现代社会中,电是所有行业的生命线,维护电力系统的高效与稳定是每个电力人的夙愿和追求。由于不同的电子设备标准配置千差万别,电压和电流信号并不相同,就需要在数字化变电所中实现互感。新的电子式互感器解决了以往电磁式互感器的问题,逐步普及,进而取代了电磁式互感器的地位。本文首先婆媳了电子式互感器的概念和特点,介绍了电子式互感器之所以能够快速普及的原因,进而深入讨论了电子式互感器与识字同步技术和识字通信技术的关联和应用以及相关的局限。本文在讨论解决技术相关问题局限上提出了自己基于实际研究工作的观点和看法,为电子式互感器的应用做出了微薄的贡献。
参 考 文 献
[1]罗彦.IEC61850标准在智能变电站过程层中的应用研究[D].大连理工大学,2012.
[2]张志.电子式电流互感器在线校验关键技术及相关理论研究[D].华中科技大学,2013.
关键词:数字微波;通信技术;广播电视;现状;前景
数字微波属于通信过程中的一种传输方式,它主要是以微波的形式来完成数字信息的传输,在传输的过程中和电波空间进行有机结合,这样就能够对一些相互没有关联的数字信息进行传输,然后根据传输情况进行再生中继。一方面,微波通信技术是当今社会传媒中一种重要的、发展迅速的传输方式;另一方面,我国在通信技术领域有很多种技术,比如光纤通信的应用就非常广泛,这样就会使微波通信技术面临很大的竞争,微波通信技术就需要利用自身的优势去拓展发展空间,以满足通信的实际需求,并在发展中提高技术含量[1]。
1数字微波通信技术的特点
数字微波通信技术的特点包括以下几方面。(1)抗干扰能力强,线路噪声低数字通信比模拟通信的抗干扰能力强,同时在通信过程中不会累积太多的线路噪声。数字信号具有再生的能力,可以确保在通信过程中中继通信的线路噪声不会积累。如果通信过程中出现信号干扰导致信号产生误码,那么这些误码在整个传输中一般无法消除,将会在传输过程中不断地积累。(2)保密性强一般情况下,数字信号的加密功能比较容易实现,数字微波通信采用扰码电路,同时能够根据当前情况对加密电路进行设置。另一方面,数字微波通信中有一个天线设备,它具有很强的方向性,如果接收方和数字微波发射信号的方向有较大的偏离,将无法接收到微波信号[2]。(3)容易构建数字通信网对于数字微波通信技术,主要实现的是对数字信息的交互,能够方便地与各种类型的数字通信网进行交互,然后通过计算机来完成对交互的管理和控制。(4)占用空间少数字微波通信技术在传输过程中所占用的空间比较少,这样就可以降低成本,因为传输物质是数字信号,这样在集成性的设备中传输不会产生太多的能量损耗,另一方面,数字信号自身有着较强的抗干扰性,这样就可以降低微波通信设备的发信功率,正常情况不会多于1瓦特,在节能方面具有较明显的效果。
2微波通信技术在广播电视信号传输中的现状
当前,微波通信技术在广播电视信号传输中的应用非常广泛,我们通过以下5部分来进行分析。(1)广播电视的专用卫星一般包括C波段和Ku波段两个波段的转发系统,数字信息在传输时,广播电视台的播控中心首先把信号传输到发射站,发射站将该信号进行相应的调制后,再将信号以C波段和Ku波段信号发送到卫星。在实际传播过程中,卫星将微波信号发送到发射站,发射站再通过相应的设备和技术对卫星转播的节目质量进行监测。下一步是由星载转发器对各个上行站的微波信号进行接收,将接收到的信号进行检验,合格的信号需要再进行调制等相关处理,然后通过发射站将信号传输到各个服务区[3]。(2)由于电视广播传输过程中覆盖面积比较广、传输中信息质量比较高以及成本相对比较低,在维护方面也比较容易,因此在实际的数字信号传输中,卫星数字通信可以在多个距离比较远的地面站间进行通信,这样就能够满足更多用户的收看。(3)卫星数字广播作为一种传输技术,在广播电台数字传输体系中是非常重要的,该技术能够对节目进行采集、制作和播控等操作,把节目信号发送到地球站,其传输介质一般有光缆和微波。(4)数字微波的传输方式多种多样,主要包括微波、卫星以及光缆等,这些方式相互结合,共同完成数字信号的传输,实时地为视频直播、音频直播平台提供综合性的传输信号,同时能够在直播中对四路标清视频转播信号以及多路音频转播信号进行采集。(5)数字微波技术还有一个重要应用,即能够实现现场直播的传输。在每天正常的工作过程中,能够给节目直播提供应有的支持,使现场直播变得轻松便捷,同时能够为有线数据通信、电台网站多路视频直播中信号的采集以及卫星传输进行技术上的支持和帮助[4]。
3数字微波通信技术的发展前景
随着传媒技术的发展,光纤通信正在各个领域普及,给数字微波通信带来了很大的压力,但数字微波通信技术存在很多优势,因而在通信领域仍然有较好的前景。三网融合的发展如火如荼,三网既有竞争又有合作,一方面强调技术升级,服务统一,各网实现互通以及资源共享,共同为用户服务,另一方面又要各自发展,发挥优势,充分竞争。过去微波通信技术在广播电视方面有较多应用,当时我国建立了许多的广播电视无线微波传输网,这些网络覆盖范围广,从我国当前形势来看,这样的网络只能用于广播电视信号传输,造成了很多的资源浪费。在三网融合的大趋势下,微波传输技术需要根据当前形势,在广播电视网络基础上进行改造,将三网传输的方式进行统一,为广大客户提供专线服务,包括ATM和TDM等功能,通过数字微波通信技术对数字广播电视进行组网,完成移动终端的高技术和低成本覆盖,这样才能够大大节省网络终端的成本,更加充分地发挥优势,提升服务能力。宽带无线接入是一种通信技术,在高速数字传输业务激烈竞争的形势下,宽带无线接入将得到大力的支持和发展。
本地多点分配业务(LMDS)是宽带无线接入的一个代表,它主要在26~28GHz的微波段进行工作,通过和光纤以及卫星通信进行比较,我们能够发现LMDS技术在建设过程中所需成本最低,并且建设方便,在较短的时间内就能够实现组网,维护成本也相当低,所以LMDS被叫作无线光纤,LMDS在欧美已经有了较多应用,在我国也有广阔的发展空间[5]。
作者:温鹏翔 单位:黑龙江省新闻出版广电局微波总站
参考文献:
[1]常国锋.微波通信技术的概述[J].电子制作,2015,(01):162.
[2]赵彬宇.微波通信的主要技术与应用价值[J].中外企业家,2013,(35):215,217.
[3]姜建民.微波传输新技术在三网融合中的应用[J].中国有线电视.2013,(07):797-799
现今人们能够跨空间、时间无障碍沟通交流,得益于通信网络与数字电子技术的结合[1]。现阶段人们生活如购物、出行、工作等各方面的效率明显升高。在沟通交流无障碍下,人们与外界的联系更加紧密。加上信息全球化的趋势,人们更容易获取世界中的很多信息。总而言之,人们的生活方式、效率等均发生了翻天覆地的变化。而这些变化原因主要是数字电子技术与通信技术的结合运用和发展。笔者针对通信网络中的数字电子技术运用进行分析和研究。
1数字电子技术的重要性
数字电子技术的运用可以发挥其数字化的优势,使通信完全数字化。数字化的通信可以达到高效传播信息的效果[2]。极大提高通信的速率,以满足大量信息快速传输的需要。数字信号本身具有多种不可比拟的优点。在传输的过程中,数字化信息具有很强的抗干扰能力,避免信号偏差或丢失[3]。因此,能够实现长距离、高速等传输信号。在信息的存储方面,数字化的信号转化的操作相对简单,存储十分方便。由于信号传输途径中,会存在一些信息泄露的危险。这对于需要保密的信息传输十分不利。数字化信号是一种能够进行加密安全的信号,安全性较高。在信号解密方面的操作也较为简单。因此数字信号的运用在开放的网络平台中,对需要加密、保密的信号十分适用。而保密的工作在数字化信号的运用后,主要采用数字逻辑运算的方法进行保密,工作难度明显降低。数字电子技术所使用的设备是集成化的设备,集中性高,便于管理。另外,数字化电子技术还可以进行综合数字化。总而言之,其具有多种优势,为通信网络的发展提供极大的助力。一般而言,计算机采用的信号类型与数字通信信号基本相同,都是二进制代码类型。因此,数字信号可以应用在计算机中,而计算机可以接收数字信号,从而两者相互联网。通过运用计算机的平台,对获取的数字信号进行转化、处理,从而可以实现信号通信。另外,计算机运用数字信号后,能够实现网络管理自动化、智能化。可见,现阶段数字电子技术的优势众多,在通信网络中应用广泛,两者密不可分。
2网络通信特点
网络的准入几乎没有门槛,是一个高度开放的平台。在网络中,可以实现信息的共享、传递。网络信息对时效性有很高的要求,即要求信息更新的及时和快速。网络信息的更新与信息传输速度有关。一般而言,人们在用网时,希望信息能够实时更新。例如在访问网页时,如果网页有新动态,即可进行刷新获取新的信息。因此,网络的信息传递要快速,才能满足人们的需要。高度开放的平台也意味着包含有庞大的信息量。大量的信息传输需要一个大容量的传输途径和传输方法。在大量的网络信息中,信息形式多种多样。常见的有图片、视频、文字等等。总的来说,网络通信需要进行大量信息的高效传输、存储。从而使人们能够及时传递信息,实现信息共享。除此以外,网络通信可以提供一个交流无障碍、无延迟的条件。从而使人们能够简便、快速地获取信息。这些网络的优势需要先进的技术支撑。数字电子技术的产生和运用很大程度上加快了网络信息的传输。
3通信网络中数字电子技术的运用分析
3.1信号的转化
信号的转化主要有两个环节,将模拟信号最终转化为数字信号。在信号的转化方面,数字电子技术的优势是公认的。其转化信号过程快速、准确,功能十分强大。由于模拟信号本身传输的途径少,一般是与数字信号混合传输。加上计算机、网络绝大部分使用二进制的数字信号。因此,模拟信号要进行转化处理,方能变成可以传输和广泛使用的数字信号。模拟信号转变成为数字信号时,使用的是PCM脉码调制[4]。数字信号在数字电路中,又可以转化成为模拟信号。这一信号转变的环节主要使用对载波进行移相方法[5]。可见,在信号的转化中,模拟信号与数字信号可以通过某种方法相互转换。在信号的转化方面,数字电子技术发挥出了巨大的作用。
3.2网络中的信号处理
一般而言,数字信号中的幅度值是有限定的范围。数字信号中的幅度设置一般是离散的。二进制码与数字信号的特点是相同的,因此两者有共同的性质。因此,数字信号与二进制码一样,几乎不受噪声影响,传输的稳定性高。且信号容易转化,信号处理相对简便。另外,数字信号有容易加密,传输中较为安全。加上存储、交换等方面的优势,在通信网络中得到普遍应用。除此以外,数字信号的各种配备的设备是微型、集成化的。占用空间小,功能强大,十分容易组合形成具有综合性质的业务数字网络。数字信号所占用的信道频带相对宽,可以提高信道使用率。从而提高单个信道中的传输容量。
3.3信号的数字化
数字电子技术可以对信号进行数字化处理。一般而言,处理的流程主要是抽样、量化、编码[6]。在需要处理的信号序列中,以等量时间间隔进行取值。将获取的信号样值序列段取代原位置的信号,从而使信号离散。在某个时间段上的信号进行抽样处理后,形成离散的模拟信号。量化过程主要是将连续的幅度值改成为多个等间隔的离散值。一般而言,模拟信号是连续的幅度。在量化处理时,就是使用近似的幅度值来代替。编码的过程一般是有规律可循的。在量化信号以后,将信号使用二进制来表示。对这些量化信号使用编码方法,从而转变成为数字信号流。经过数字化的信号可以在电缆、卫星等途径进行传输。
3.4高效处理和传输网络信息
数字电子技术处理信号使其成为数字信号后,可以使信息得到高效传输。数字信号作为一种网络信息传递的载体,其传输方式实际上属于数字通信。数字信号的传输是大容量、高速度的。因而由数字信号传输的信息流成为信息高速公路。而所谓的信息高速公路实际上是由各种电子产品、计算机等构成的信息网。在处理网络信息方面,主要由多种先进的设备实现。通常会使用高性能的计算机以及服务器进行处理。网络信息的处理环节包括模拟信息与数字信息的相互转化、输出、输入以及存储过程。而这一过程主要由数字化电子技术来控制和实现。
总结
在网络迅速普及的今天,人们无论是工作、生活,都离不开网络平台。因此,人们对于通信的需求量是十分庞大的。对信息的传输速度也有很高的要求。数字信号可以实现信息的高速、大容量传输。从而满足人们的用网需求。而数字信号需要通过数字电子技术进行转化、控制、传输、存储等。因而通信网络中使用数字电子技术可以实现数字通信。从而实现大容量、高速度的网络信息传递。
关键词:数字化;变电站;网络通信技术
电站的自动化发展目标已经实现,数字化变电站网络通信技术的广泛应用下,大大提高了网络通信的效率和质量,对变电站的智能化目标实现打下了基础。
1数字化变电站网络通信的特征以及应用优势
1.1数字化变电站网络通信的特征体现
数字化变电站网络通信有着鲜明的特征,主要体现在一次设备数字和智能化上,变电站的传统电磁式互感器已经通过电子式互感器进行替代,这样就能向外提供数字式光线以太网接口。而在站内则是通过对数字通信智能变压器以及断路器的应用,对实际一次设备应用的要求能达到。数字化变电站网络通信的特征还体现在二次设备的数字和网络化层面,通过二次信号传输在光线以太网技术的应用下得以实现。变电站通信网以及系统能实现标准化的目标,这样就能有效保证变电站设备互操作性性能的提高,同时在运行管理系统自动化的特征上也比较突出,实现了自动化管理的目标。
1.2数字化变电站网络通信技术应用优势
数字化变电站网络通信技术的应用广泛,正是因为其技术优势比较突出,体现在对信号传送的抗干扰能力比较强,信号传输需要多个环节,这就受到电缆损耗以及电磁兼容等工艺因素的影响。数字化变电站网络通信技术的应用,就使得信号在光缆的使用下进行以数字形式传输,这样就大大提高了信号传输的抗干扰能力。数字化的网络通信技术的应用对信号量测进度和互感器动态性能能有效提高,这样就避免了传统电磁式互感器采用铁芯造成的饱和,以及铁磁谐振因素带来的影响,能有效保护自动装置,为电气暂态的特性准确性起到了保证作用。另外,数字化变电站网络通信技术的应用优势,还体现在网络化信号传输共享效率的提高方面。数字化变电站通过光纤以及以太网的应用能实现设备连接,这就对信号传输的整体效率得到了有效提高,对站内保护以及运动就能共享网络信息平台,对设备重复设置能进行有效避免。优势还体现在二次回路的简化以及二次系统的安全方面,数字化变电站每组电器信号送到合并单元数据打包后,能实现批次的信息传送,对二次回路的安装调试工作就大大简化了。同时对二次系统的安全也能得到有效保障,能有效实现和高压一次侧有效电气隔离,保障了系统的安全。
2数字化变电站网络通信结构和要求
2.1数字化变电站网络通信结构
数字化变电站网络通信结构主要是组网和网络拓扑的形式存在的,从网络拓扑的形式来说,主要由几种重要类型,有环形,星型和总线型。其中的环形网络结构有着冗余能力,这样早一台交换机出现了故障也会对其他的交换机通信造成影响。总线结构形式则会其中一台交换机出现问题会影响通信的正常进行。而对于星型结构就是任意两点间通信的路径最短,但是在布线上是比较多的,交换机出现故障影响全网的工作。根据对网络拓扑类型进行比较就能够看到,总线型的可靠性是最低的,网络的延时比较大,造价上最低。对于环型的可靠性是最高的,网络的延时较大,造价也最高。星型的结构可靠性较低,网络的延时最小,造价处在中间位置。而在组网的方式结构方面就有着独立组网和统一组网之分。从独立组网方面来看,站级网络和过程网络是分别独立的组网,物理隔离。站级网络是通过双网冗余配置,数据的流量比较大,为能提高报文可靠安全两者单独组网比较适合。对于独立组网来说就有着其应用优势,主要体现在网络的性能能有效保障。对于统一组网的方式主要在数字变电站信息技术的水平提高下,能有效实现过程网络以及站级网络的统一组网目标,这样就能将信息得以共享,通信的规模也比较大,接点的书目比较多,结构相对比较复杂,网络的负荷变大,但是当前对统一组网的目标实现有着很大的难度,这是需要进一步努力的。
2.2数字化变电站网络通信要求
数字化变电站网络通信有着其要求,主要在功能要求以及性能要求上。通信网络的主要目标是结合综合自动化系统内部和其他系统间实时信息交换的,网络就成为重要的功能载体,而构建高效的网络体系就是重中之重。通信网络作为连接站内各种智能电子设备重要的纽带,就要对各种的通信接口以及网络标准化的要求能得以满足,并能有足够空间速度进行存储以及传送电量等数据。同时在功能要求方面,也要能满足自动调节和自动诊断故障灯要求,只有这样才能保障数字化变电站网络通信的作用充分发挥。另一方面,对网络通信性能的要求也要能得以满足,这就在可靠性方面能加以保障。电力生产的连续性特点下,变电站内的通信网络可靠性的保障就比较关键,这就要避免个别装置的损坏造成通信中断。性能要求也要满足开放性以及实时性的要求,保障和电力调度自动化总体设计的要求相契合,并在实时性的要求方面对信息的迅速传达要求得以满足。具体的落实就要实现变电站站内的光纤网络化,全站统一标准化平台,数字化智能化一次设备的应用目标都要能得以实现。
3结语
综上,数字化变电站网络通信技术的应用,要结合实际的技术应用要求,不断的进行技术的优化,保障变电站网络通信的自动化和智能化目标的实现,在通过此次的理论研究下,希望能为实际的技术科学应用提供相应参考。
参考文献
[1]梅冬.浅析智能数字化变电站设计研究及其应用[J].科技视界,2017(05).
[2]张瑜.数字化变电站技术应用与研究[J].内蒙古科技与经济,2016(04).
[3]张冬冬.数字化变电站设计运行存在的问题[J].电子技术与软件工程,2016(05).
关键词:改革;实践教学;通信系统仿真;仿真软件
随着社会的进步和通信方面的快速发展,社会越来越需要更多的不仅有理论研究基础又有实践经验的通信人才。在通信系的本科教学中,学校不但非常重视学生的理论基础更加重视学生的实践能力的培养。《数字通信系统仿真设计》是专门为通信工程专业学生开始的一门综合类、实践类的课程设计。独立于理论教学,学生需要独立完成课程设计,仿真波形,分析结果,并写出实践体会。能够更深入的加强对课程的理解。要求学生完成数字通信系统、通信原理、数字信号处理等的理论教学后才进行本次课程设计。对于学生不仅能够巩固基础知识,更能提高他们的独立分析和解决问题的能力。锻炼应用所学知识完成设计任务。
针对通信工程专业本科实践教学计划的设定以及实践教学大纲的不断完善,《数字通信系统仿真设计》实践教学的改革要跟上当前通信类学生就业需要。结合本人多年实践教学经验,针对课程设置等方面问题,提出一些改革建议:
1 结合新的培养计划以及学生的掌握情况,学生可自主选择合适的仿真软件。学生学习的自主性更强,《数字通信系统仿真设计》实践教学主要是学生利用已学的MATLAB软件对基本的通信系统进行仿真。在之前的所学课程中,很多课程都是选修课程,学生可以根据自身爱好、所修学分情况以及难易程度选择所学课程。例如,MATLAB的基础教学中,部分班级选修人数不足一半,而有些班级学生大部分选择了Systemview软件学习的理论教学。在新的培养计划中,着重培养学生的设计和应变能力。学生自主选择自己熟悉的软件,对通信系统中的常规模型进行调制解调设计,模型的选择以及参数的选择都很重要。《数字通信系统仿真设计》实践教学学生可以根据选修课程的学习程度选择合适的软件进行模型的建立。重点是MATLAB软件和Systemview软件的学习和应用。有时间和精力的学生可以选择尝试两种软件设计,通过比较得到更好的设计方法,书写设计体会。根据学生的完成情况给出成绩,结合设计报告和操作情况给出优、良、中、及格等。实践证明,改革之后的实践教学方式更容易区分和掌握的设计能力,学生可以在软件应用能力方面有一定的提升,采用改革之后的实践教学形式,我们可以提高学生积极性与设计的主动性,能够使学生更好的进行理论知识与实践操作相结合,达到更好的实践教学效果。
2成绩的设定不唯一,更注重学生综合运用能力的提高。在原有的基础设计题目中增加综合设计类的题目,让有能力学生能够提高自己的设计过程,原有综合设计中基础性的太多,比如针对基本调制ASK,FSK,PSK的调制解调模型建立,学生无论采用什么仿真软件都很轻松的完成,内容简单,太过于基础。学生用时较短,成绩无法区分。而对于综合设计能力较强的学生很难在综合设计中提高自己的设计水平。这样的实践设计题目的设置,使学生能够由基础到综合设计,由简单到复杂的从简到难的过程。在综合设计中,提前一周布置设计要求和题目内容,学生可自行查阅文献资料,确定自己所选择的设计类的题目,在设计实践过程中逐一论证,得到更好的结果,写出设计改进方法。调动学生的自主学习积极性,合理选择题目内容,培养学生的独立完成设计的E努力和综合研究的创新能力,改革效果显著。
3综合多门课程,实现《数字通信系统仿真设计》实践教学改革。打破以前的课程的限制。结合多门课程的交叉融合,改革后的《数字通信系统仿真设计》实践教学内容要求学生在完成一些比如通信原理、数字通信系统、数字通信原理、数字信号处理等的必修课程后,能够综合应用在通信原理课程当中学到的基本的数字通信系统的模型的建立以及通过软件进行一下验证,使学生更加清楚的理解通信原理中学到的基本知识,巩固基础理论知识。根据选修课程所学,选择合适自己的仿真软件,建立多种综合设计类题目。提高学生分析问题解决问题的能力。老师参与辅导学生设计,鼓励学生不断尝试新的内容,一起分析并得到解决办法,做到真正的提高。通过改革,激发了学生对于《数字通信系统仿真设计》设计的兴趣,增强了教学效果,老师能够在实践中更能体会学生的需求以及学习的乐趣,收到了很好的教学效果。教师可通过实践教学中的指导工作更能体会学生的弱点,反过来调整理论教学内容,真正做到理论结合实践,教与学相辅相成。通过上述三点实践教学改革的建议,学生不仅能够在课堂上更深刻的理解所学知识,也能在以后的专业课程的学习中更能深刻体会其中的含义,对理论学习有了更深刻的理解,对通信原理中各种调试手段以及解调方法都有深刻的理解和直观的判断。通过以上改革,使学生对通信系统内容和相关知识有了更好的掌握,真正实现理论指导实践,实践又推动理论的发展和创新。通过学生深入学习和创新,帮助学生自己设计、调试的能力的提高,查阅文献能力的提高,为以后的工作就业、论文书写等都打下了坚实的基础。
参考文献:
[1]余群,舒华.现代通信技术实验改革的探索[J].甘肃科技,2007,23(9):252-253.
20世纪80年代以来,全球范围内移动无线通信得到了前所未有的发展,与第三代移动通信系统(3g)相比,未来移动通信系统的目标是,能在任何时间、任何地点、向任何人提供快速可靠的通信服务。因此,未来无线移动通信系统应具有高的数据传输速度、高的频谱利用率、低功耗、灵活的业务支撑能力等。但无线通信是基于电磁波在自由空间的传播来实现传输的。信号在无线信道中传输时,无线频率资源受限、传输衰减、多径传播引起的频域选择性衰落、多普勒频移引起的时间选择性衰落以及角度扩展引起的空间选择性衰落等都使得无线链路的传输性能差。和有线通信相比,无线通信主要由两个新的问题。一是通信行道经常是随时间变化的,二是多个用户之间常常存在干扰。无线通信技术还需要克服时变性和干扰。由于这个原因,无线通信中的信道建模以及调制编码方式都有所不同。
1.无线数字通信中盲源分离技术分析
盲源分离(bss:blind source separation),是信号处理中一个传统而又极具挑战性的问题,bss指仅从若干观测到的混合信号中恢复出无法直接观测的各个原始信号的过程,这里的“盲”,指源信号不可测,混合系统特性事先未知这两个方面。在研究和工程应用中,很多观测信号都可以看成是多个源信号的混合,所谓“鸡尾酒会”问题就是个典型的例子。其中独立分量分析ica(independent component analysis)是一种盲源信号分离方法,它已成为阵列信号处理和数据分析的有力工具,而bss比ica适用范围更宽。目前国内对盲信号分离问题的研究,在理论和应用方面取得了很大的进步,但是还有很多的问题有待进一步研究和解决。盲源分离是指在信号的理论模型和源信号无法精确获知的情况下,如何从混迭信号(观测信号)中分离出各源信号的过程。盲源分离和盲辨识是盲信号处理的两大类型。盲源分离的目的是求得源信号的最佳估计,盲辨识的目的是求得传输通道混合矩阵。盲源信号分离是一种功能强大的信号处理方法,在医学信号处理,阵列信号处理,语音信号识别,图像处理及移动通信等领域得到了广泛的应用。
根据源信号在传输信道中的混合方式不同,盲源分离算法分为以下三种模型:线性瞬时混合模型、线性卷积混合模型以及非线性混合模型。
1.1 线性瞬时混合盲源分离
线性瞬时混合盲源分离技术是一项产生、研究最早,最为简单,理论较为完善,算法种类多的一种盲源分离技术,该技术的分离效果、分离性能会受到信噪比的影响。盲源分离理论是由鸡尾酒会效应而被人们提出的,鸡尾酒会效应指的是鸡尾酒会上,有声、谈话声、脚步 声、酒杯餐具的碰撞声等,当某人的注意集中于欣赏音乐或别人的谈话,对周围的嘈杂声音充耳不闻时,若在另一处有人提到他的名字,他会立即有所反应,或者朝 说话人望去,或者注意说话人下面说的话等。该效应实际上是听觉系统的一种适应能力。当盲源分离理论提出后很快就形成了线性瞬时混合模型。线性瞬时混合盲源分离技术是对线性无记忆系统的反应,它是将n个源信号在线性瞬时取值混合后,由多个传感器进行接收的分离模型。
20世纪八、九十年代是盲源技术迅猛发展的时期,在1986年由法国和美国学者共同完了将两个相互独立的源信号进行混合后实现盲源分离的工作,这一工作的成功开启了盲源分离技术的发展和完善。在随后的数十年里对盲源技术的研究和创新不断加深,在基础理论的下不断有新的算法被提出和运用,但先前的算法不能够完成对两个以上源信号的分离;之后在1991年,法国学者首次将神经网络技术应用到盲源分离问题当中,为盲源分离提出了一个比较完整的框架。到了1995年在神经网络技术基础上盲源分离技术有了突破性的进展,一种最大化的随机梯度学习算法可以做到同时分辨出10人的语音,大大推动了盲源分离技术的发展进程。
1.2 线性卷积混合盲源分离
相比瞬时混合盲源分离模型来说,卷积混合盲源分离模型更加复杂。在线性瞬时混合盲源分离技术不断发展应用的同时,应用中也有无法准确估计源信号的问题出现。常见的是在通信系统中的问题,通信系统中由于移动客户在使用过程中具有移动性,移动用户周围散射体会发生相对运动,或是交通工具发生的运动都会使得源信号在通信环境中出现时间延迟的现象,同时还造成信号叠加,产生多径传输。正是因为这样问题的出现,使得观测信号成为源信号与系统冲激响应的卷积,所以研究学者将信道环境抽象成为线性卷积混合盲源分离模型。线性卷积混合盲源分离模型按照其信号处理空间域的不同可分为时域、频域和子空间方法。
1.3 非线性混合盲源分离
非线性混合盲源分离技术是盲源分离技术中发展、研究最晚的一项,许多理论和算法都还不算成熟和完善。在卫星移动通信系统中或是麦克风录音时,都会由于乘性噪声、放大器饱和等因素的影响造成非线性失真。为此,就要考虑非线性混合盲源分离模型。非线性混合模型按照混合形式的不同可分为交叉非线性混合、卷积后非线性混合和线性后非线性混合模型三种类型。在最近几年里非线性混合盲源分离技术受到社会各界的广泛关注,特别是后非线性混合模型。目前后非线性混合盲源分离算法中主要有参数化方法、非参数化方法、高斯化方法来抵消和补偿非线性特征。
2.无线通信技术中的盲源分离技术
在无线通信系统中通信信号的信号特性参数复杂多变,实现盲源分离算法主要要依据高阶累积量和峭度两类参数。如图一所示,这是几个常见的通信信号高阶累积量。
在所有的通信系统中,接收设备处总是会出现白色或是有色的高斯噪声,以高阶累积量为准则的盲源分离技术在处理这一问题时稳定性较强,更重要的是对不可忽略的加性高斯白噪声分离算法同时适用。因此,由高阶累积量为准则的盲源分离算法在通信系统中优势明显。
分离的另一个判据就是峭度,它是反映某个信号概率密度函数分布情况与高斯分布的偏离程度的函数。峭度是由信号的高阶累积量定义而来的,是度量信号概率密度分布非高斯性大小的量值。
关键词:数字光纤;通信设备;维护;日常管理
一、数字光纤通信设备主要特征
首先,数字光纤通信设备相比于传统通信设施来说,其最大的优势在于其更加安全、可靠的信息传输能力。数字光纤通信设备,其工作本质上是对信息及数据的传递。在这一过程中,该系统能够非失真的传递数据信息,能够以极高的效率保证信息的传输。另外,数字光纤通信设备在运行的过程中,当出现故障时会立即由事先安装的警报指示装置进行报警,为该设备的正常运行提供极大的安全保障。
其次,数字光纤通信设备具有科学性与专业性的特点。目前,该类型通信设备是当下通信领域中代表着最高科技的产品,在目前社会生活中已经成为应用最为广泛的通信设备。其所采用的科技工艺、生产方式等,都具备较强的专业性,因此其技术水平也得到了较大的提升。因此,在光纤通信设备的日常管理及维护过程中,其人才技术的专业化和综合素质会有更高的要求。
最后,光纤通信设备相比于传统通信设备而言具有更高的灵敏性和便利性。该类型设备能够快速、准确、高效且大容量的进行信息传递。当然,由于该设备所具有的高科技特性,其信息传递的灵敏性与便利性也大大增强,在当今这一信息爆炸的时代,数据传输的快速性与流畅性成为光纤通信设备的最强竞争优势之一。
二、数字光纤通信设备日常维护的主要内容
数字光纤通信设备已经在社会生活中得到了较为普遍的应用,但从当前我国实践中来看,目前我国对数字光纤通信设备的日常维护主要集中于两个方面:一个是对数字光纤通信设备进行的定期或不定期检测;第二个是对现代数字光纤通信设备管理统在运行过程汇总出现的各种问题或故障等进行维修处理。
(一)准确、有效的设备检测。基于傳统设备维护习惯,对于数字光纤通信设备在日常维护过程中,其最主要的内容是对实体设备的检测。当然,对于该类型设备在完成拼装之后,基于其运作特点,其各项点接口指示器处于正常、稳定运行状态的情况下,在日常维护工作中通常会减免对该项工作的维护、测试。
但是,对于具备指示器的光标接口及参数来说,日常维护工作中虽然可以减少其检测次数,但仍然应当对其运行状态进行准确把握,定期安排参数试验、测试等,保证信息传输的良好状态。
另外,对于数字光纤通信设备中的激光器偏置电流及电源状态,在日常维护中应当做到实时检测,从而更好的全面掌握设备运行的工作状态。因此,对数字光纤设备的日常维护,应当安排专业专职的检测人员对运行系统进行全面掌控,而且还需要具备非常丰富的工作经验,保证检测效果的准确性与时效性。
(二)正确、及时的问题处理。当前,我国国内所使用的光纤通信设备以及通信系统在运行及维护过程中,其故障领域主要集中于一下几个问题:光纤通信设备控制板所显出的故障问题报警警示信号,诸如电源故障、LD寿命警告等;电源变换器出现问题、集群信号输入中断以及误码频率超限等。针对以上问题,数字光纤通信设备的维护、管理过程中应当对这些故障出现的原因进行统一的分析判定,其重要依据参数就是控制面板上的信号报警指示器。在专业化人才的维护管理下,针对信号器出现的问题及时做出调整、修改,保障数字光纤通信设备的正常运转。
三、数字光纤通信设备日常管理的主要内容
(一)建立健全数字光纤通信设备管理、监督体系。在数字光纤通信设备的运行过程中,应当加强对该设备运行过程中硬件设备的管理、监督与控制,通过科学的设备管理监督体系,实现对光纤通信设备及相关系统的实时监控,在设备或系统运行出现相关问题的同时能够及时做出反应,按照最准确的处理方案完成对故障问题的处置。因此,在日常管理维护过程中,一方面应当加强对专业人才的培养,提高其综合素质和问题处理能力;另一方面也需要建立完善的网络管理与服务系统,实现光纤通信设备与通讯系统的制度化、规范化管理。
在加强光纤通信设备日常管理维护工作以及建立规范化管理制度的同时,也应当对光纤通信设备的管理与运行、设备维护等建立起全方位、全系统化的运行監控管理体系,设立专人认真做好信号监控和各项管理监督记录工作,寻求在出现故障、问题时,通过对这些历史数据进行准确的分析和参考,对系统中可能出现故障的问题进行排查,在准确找到故障原因的同时,也提高维修工作效率。通过完善的监督体系,为光纤通信设备的日常管理工作奠定良好的基础。
(二)定期进行设备的科学维护。对数字光纤通信设备进行必要的维护需要按照一定的基本原则来进行:首先,在设备维护过程中,维修人员对于该设备的各项参数、性能、操作规范以及故障率等问题都有着充分的把握,另外对于相关通信原理、技术指标、故障排查方式等都有准确的了解,同时随着技术的更新,对数字光纤通信设备在运行过程中极易出现的各种问题进行积极的学习预防,便于在设备出现问题的时候能有针对性的进行维护与整修。
与此同时,在设备维护工作开展之前,应当科学的、有针对性的制定设备维护所用的各种仪器设备与维护工作开展计划,通过具体维护计划和实施方案来对数字光纤设备的特征进行评估,实现对数字光纤通信设备高效维护管理的工作目标。
(三)规范设备日常管理制度,细化工作流程。数字光纤通信设备在日常维护过程中,应当就实际使用过程中所有光纤通信设备进行准确的参数、性能统计,并通过一定的编号形式予以明确。通过这种方式,在设备出现故障时能够及时发现问题并提出解决方案。实现这一工作目标,需要设备维护单位设立规范的设备日常管理制度,并在实践中不断总结、归纳管理维护过程中出现的问题,细化工作流程,可以通过建立档案管理、标序管理等方式,在故障出现时分段排查,通过工作流程的细化实现管理、维护工作效率的提高。
(四)专业人才为设备管理保驾护航。数字光纤通信设备作为当前社会中一种高科技的通讯产品,其在专业性、科学性等方面都具有极高专业素养要求,这就需要在该行业设备管理、维护人才的选用方面必须在专业素质领域提出极高的要求。目前来说,对于数字光纤通信设备维护工作需要建立健全一支完整、专业且认真负责的设备维护管理团队,个人力量毕竟是有限的,因此需要通过团队合作的方式,使设备维护工作的实施更加合理、规范、高效,团队中应当按岗归责,吸纳高素质人才的同时,注重对团队内部工作人员技术、工作能力等方面的素质提升,为数字光纤通信设备维护工作提供长远、扎实的基础保障。
四、结语
数字光纤通信设备是目前世界范围内信息传输工作最为便利、高效的手段之一,其应用范围极为广泛,对世界经济、科技以及政治的发展起到了重要的推动作用,在其普及、发展的过程中,对于该类型设备的日常管理与维护也成为不可忽视的重要问题。
摘 要:电子通信技术的发展带给人类社会翻天覆地的变化,电子通信技术的工程化应用将是未来电子通信技术发展的趋向,结合现代通信技术特点和主要技术手段,实现电子信息的检测、传输、交换、处理和显示等方面的综合化发展,带给人类更加便捷、畅通、稳定、安全的信息交流环境,实现人类生活的高效化、智能化,是电子通信技术工程化研究的主要目的。
关键词:电子通信技术;工程化;应用;模式;发展
0 引言
电子通信的特点及技术是电子通信技术工程化应用模式与方法研究的基础,结合人类通信技术的发展,剖析电子通信的特点和技术应用,是推动电子通信技术工程化应用的重要手段,对于完善电子通信工程化模式及应用方法有积极意义。
1 通信技术的发展和电子通信技术工程化
随着电子科技的发展,现代化通信代替了飞鸽传书、烽火狼烟等原始通信手段,不但加快了信息传输的速率和完整性、安全性,还能保留信息的原貌,传递声、文、影像等综合心态的信息,使信息的传播、交流、应用更加方便、快捷、高效。现代通信的发展起始于十八世纪中期,人们首先通过电话,将语言通过电子信息的形式进行传播,随之出现了大量的模拟通信设备,雷达和微波通信逐渐发展起来。随着人们对同学实质问题的不断探索,加之上世纪中期计算机科技的发展,电子通信逐渐的实现了数字化、大容量的综合应用,后逐渐发展成为今天的通信网络,形成了工程化通信模式,无所不在的影响着人们的生产、生活和人类社会的发展、进步。
2 电子通信技术工程化应用
2.1 电子通信技术工程化的特点
电子通信技术工程化的最大特点就是提高了信息数据传输的速度,增强了信息传输的安全性、稳定性,使信息数据的传播和应用更加可靠、更加规范。其次,电子通信技术工程化的兼容性优于传统通信模式,各个区域网络之间的联系更加紧密、畅通,确保了电子信息传输的速度、广度和安全。例如,4G移动通信,已实现了全球漫游,通信网络的接口面向大众开放,用户可以随时随地进行信息交互、信息传输等,完全不受时点、地点的影响。再次,现代电子通信覆盖面广,良好的覆盖性能确保了信息传输的速度和效率,实现了各类信息大量的、快速的传递和应用,在信息共享的基础上使信息的价值最大的发挥出来,提高了人类生活、工作的效率。第四,电子信息技术工程化应用使人类的智能生活成为可能,并开始逐渐实现。例如,人们在任何地点都能观察到家里情况,通过信息传输控制通信网络的中连接的家用电器、设备等,如远程遥控开关空调。总之,电子信息技术的发展和应用带给人类更加方便、快捷、智能的生活。
2.2 电子通信技术工程化的技术应用和方法
通信技术工程化应用给人类社会的发展带来了诸多便利,首先,人可以无障碍的获取、传输、应用信息,在任何一个地方、随意一个时间,只要简单的操作,便可以接入通信网络,实现电子信息的收集、传递、分享等行为。其次,人们对电子信息网络工程中的各项服务可以进行自由的选择、应用,以满足不同人群对信息传输、应用的需求。例如,上班族可以将工作带到家里做,也可以在行路中做家务,如远程遥控打开家中的热水器,人类将要面临的是一个高度自动化、智能化的生活环境。例如,以前办公要在办公室,现在可通过电子通信网络收集、传输各类工作文件,实现了电子商务的移动办公,电子通信的工程化模式支持各种业务的综合应用。再次,各个网络工程体系的兼容性得到很大改进,用户可以在不同网络、体系之间进行信息传输、应用等业务,提高了人类各项活动的效率和准确性。例如,物联网业务的开展,使人足不出户便可以观察到自己关注的物品的位置、状态等,使整个世界紧缩在人的眼底。电子通信技术工程化涉及的技术工艺十分丰富,其应用模式也非常的灵活,应用方式多种多样,例如,呼叫干扰技术,它是一种降低电子信息在传输过程中相互干扰的技术,很大程度的提高了电子信息的通信质量,确保了信息数据传递的安全性、完整性。又如,重构性自愈网络技术,就是指电子通信网络的自我调整、自我恢复功能,通过自动检修排除网络故障,保障电子通信的顺利、稳定。总之,各种电子通信技术的综合性应用,其目的就是确保信息传输的速度、容量和质量,同时尽可能的降低信息传输的成本,确保信息传输的安全。
2.3 电子通信技术工程化的应用模式和发展
电子通信技术工程化应用其最终目的是实现电子信息的检测、传输、交换、处理和显示最优化,当前的应用模式虽较为丰富,但存在不少问题。例如,电子通信网络的发展,致使个人、国家、社会对网络形成了严重的依赖,整个网络环境中,某一个环节的问题都可能导致无法预想的后果,健康、安全的使用通信网络已成为一个全球性话题。又如,电子信息通信安全问题,通信技术的不断提高,并没能彻底的遏制一些人或集体对别人信息数据的窥探和占有欲望,黑客手段也随之更加高明,解决信息传输的安全问题仍然值得关注。在未来的发展中,网络通信将与人类社会的发展更加紧密,电子通信技术工程化应用一方面要参考一些成功的经验,利用他人的成功经验不断完善我们的电子通信系统;另一方面,要敢于创新,以新颖的角度考虑未来电子通信网络的发展,使各种技术的综合应用效果更加优化,提高网络系统的稳定性、安全性,确保电子信息通信的质量和效率,以满足人们对信息及通信的需求,促进人类社会进步。
3 结语
电子信息通信对人类社会发展的贡献是有目共睹的,随着科技的发展对于电子通信技术的应用也日趋成熟,其应用模式、应用方法除多样化外也会更加安全、可靠,以满足社会不同人群对通信的不同需求,提高人的工作效率和生活质量。但不论其如何发展,都要始终牢记电子通信技术是为人类服务的,其发展的方向也必将以更好的为人类服务为目标,更好的促进人类社会的发展和进步。
参考文献:
[1]魏海红.基于数字通信系统特点及应用方法的探究[J].电子世界,2013(07):10-11.
【关键词】RS-485;校园网络;TCP/IP协议
在电子信息技术、网络开放技术和数字通信技术不断发展的今天,对数字化校园建设的要求越来越高,在校园环境内实现校园“数字校园一卡通”已刻不容缓,通过实现“数字校园一卡通”提升校园学生信息管理系统的电子化和数字化,提升高校的综合工作效率和工作质量。本文结合作者所在院校在安装调试“数字校园一卡通”过程中所遇到的问题进行分析并提出相关解决办法。
一、“一卡通”建设存在的问题
由于“数字校园一卡通”存在于校园整体环境中,并且所涉及到的都是学校的一些职能部门,例如:食堂、财务、后勤、学生公寓管理部门等,那么在实现过程中就要求学校首先要重视起来。在“数字校园一卡通”实施前,可能每个部门都有自己已经使用稳定的系统,在统一整合过程中就要重新学习,这也要求每个职能部门在保障原有系统正常运行的过程中对“数字校园一卡通”进行学习和调试并且克服懒惰的思想。从技术角度来说“数字校园一卡通”区别于原有的简单“校园一卡通”,原有的在数据传输加密解密,数据接口以及相关的数字证书认证方面没有统一规定,这往往是供货商的不统一造成的。如:食堂就餐系统、校园超市购物系统、手机签到系统、图书馆借阅系统等等,有的可能会不基于一个层面,有的可能基于一个层面但是又会在交互过程中出现问题,不能够实现完整的统一,还有在卡的选择问题上是基于手机通讯卡还是采用传统的IC卡这都是要进行充分的调研并进行统一的规划。最重要问题还是数据丢失的问题,数据一旦丢失就会造成服务器端和客户机端的数据不统一,也就是收入现金金额不统一,会产生一些不必要的麻烦,数据的丢失主要存在于以下几个问题之中。
(一)数据缺失于传输过程中。
(二)打雷等自然现象造成的数据丢失。
(三)计算机软件、硬件方面的问题。
(四)信息在服务器端和客户端的采集过程中出现问题。
二、“数字校园一卡通”相关问题解决方法
(一)终端刷卡机存在的问题及对策
作为客户端终端的刷卡机,在对持卡人的校园卡进行相关操作的过程中起着关键作用,一方面对校园卡内的金额进行存入操作,另一方面对校园卡内的金额进行取出操作,同时操作的过程中就可能会发生数据的丢失,所以在进行“数字校园一卡通”的建设过程中要对终端刷卡机进行反复的调试,确保终端刷卡机能够正常的对金额进行存入取出等相关操作,最大限度的避免在实际应用过程中出现问题。对客户端的PC机设置相关密码,对操作人员进行培训,确保终端刷卡机的安全性。在终端刷卡机数据安全方面,采用磁盘阵列技术,在计算机上安装RAID卡,将2块同型号的硬盘加载在RAID卡上,通过RAID卡进行2块硬盘同时备份,同时存储数据,这样当其中一块硬盘出错或损坏的话,另一块硬盘也会继续正常工作,保证数据不会丢失。
加强终端刷卡机的独立性,确保终端刷卡机能够在停电和网络出现故障的时候不丢失任何数据,每个终端刷卡机都应该配备UPS不间断供电设备,通过UPS设备在停电的过程中继续进行相关的正常操作;当网络出现故障的时候,设定终端刷卡机间隔时间变大,不向服务器端发送数据,当网络恢复正常时再向服务器端发送数据。
(二)“数字校园一卡通”设定消费额度问题
校园卡的丢失是不可避免的,在校园卡所有人不知道的卡丢失之前,可能会出现会被别人进行消费,为防止其进行大额消费,对校园卡上金额进行额度设定,即每天或每餐只能消费一定的金额,并设置大额消费用户密码,即当校园卡所有人要进行特定的大金额消费的话,需要输入他在开通校园卡以后自己设定的一个专有密码进行消费,这样就有效的防止了校园卡被恶意消费的情况。另外对每个不同的终端刷卡机设置不同的消费金额上限,如:当学生去食堂吃饭的时候,将该终端刷卡机设定每人每餐的消费金额为20元人民币;当学生去学校超市购物的时候,将该终端刷卡机设定最高消费不能超过50元人民币。这样也有效的防止了校园卡被恶意消费的情况。
(三)校园卡存储数据安全问题及对策
为了保障校园卡的数据安全,采用32位数据加密技术对校园卡进行加密,当销售商把IC卡和对应的刷卡机提供给学校后,学校首先按照各个系部,每个系部所含的专业,每个专业包含的班级,每个班级包含的学生,在服务器端进行数据录入,通过EXCEL表格导入到服务器端后,对每个学生进行编号设定,产生8位或是12位的学生编号,产生学生编号以后用特定的刷卡机对供货商提供的空白数据的IC卡进行数据录入,这样就会产生以学生编号为单位的特定的独立的校园卡卡号。校园卡经过服务器端加密后,再输入对应的网费、餐费、电费就形成一个完整的校园卡,学生可以正常的进行使用。为了防止不同的终端刷卡机对校园卡不识别现象,还要对校园卡进行2次刷卡对应,确认校园卡上的数字信息以保证校园卡的通用性。
(四)持卡人、商户数据安全问题及对策
学校相关部门作为联系着持卡人和商户的枢纽,起着非常重要的作用,当学生发现校园卡丢失或被盗的话会第一时间报告学校结算中心,结算中心在审核完毕该学生的相关信息确认是该丢失卡的学生本人以后,通过“数字校园一卡通”系统对该丢失的校园卡进行挂失、销户等处理,同时生成一个新的校园卡供该丢失学生卡学生使用,最大限度确保该学生学生卡内金额的安全。挂失就是锁定该学生卡不被别人使用,当学生找到其学生卡可以进行解锁继续使用;销户是直接删除该卡信息,使其成为一张废卡。账户数据的正确性关系着持卡人和商户的切身利益,非常重要。持卡人丢失校园卡或卡被盗后,持卡人应及时对卡进行挂失,卡挂失后系统将自动产生挂失黑名单信息,通过系统自动下发参数,将黑名单信息下发到每台POS机上,这样被挂失的校园卡就不能再进行消费,另一方面若在刷卡消费操作过程中出现故障,POS机也会自动锁定该校园卡,再次刷卡时会提示错误信息,需要持卡人到卡管理室解锁后方可再次消费。这种措施对保障持卡人的账号资金安全十分有利
在产生新的校园卡的过程中,从供货商提供的专用的读卡器对校园卡进行读取写入,在读卡器读卡的过程中同时对校园卡进行特定函数的数据加密,双向验证以及防止读取失败认证等。例如,产生每张新的校园卡后,对该卡进行金额输入和金额输出实验,当输入相同金额并不发生冲突时说明该卡的信息是被写入正确的,这就确保了学生在充值时充值金额数据的完整性和正确性。为了保证持卡人在卡管理室充值时数据在账户上的正确性,学校采用了专用的MFI卡片读写器,该读卡器具有数据加密、双向验证和防冲突检测的功能,而且该读卡器系统具有数据存储和OES加密算法功能,同时其安全性系统密钥是通过校园网进行传输的。在使用MFI读卡器充值后,持卡人可在卡管理室的POS机上(也可以在校园内其它POS机上)查询校园卡内的金额数据,这样更有利于保证持卡人充值时数据的正确性。
为了保障各个商户的利益,也要在“数字校园一卡通”系统服务器端设置,对商户的刷卡机进行实时监控和备份,并提供总账查询功能和分站查询功能。例如每天晚上22点服务器端对每个商户该日的营业额数据进行统一回收,并在回收数据的第二天上午9点和商户进行核对,确保营业额数据一致,为结算中心和商户结算提供了正确的数据依据。为了保障商户账户数据的准确性,学校在POS机上为商户提供查询前几笔交易的金额、查询每日的交易总额和查询未采集总交易金额等功能,为商户记录核帐提供方便,而且在POS机上具有唯一的地址码,该地址码与学校网络管理中心校园“一卡通”系统服务器建立对应关系,在采集交易金额数据时通过内部实时加密,从而有效地防止了不同商户之间的营收盗用行为,为结算中心和商户结算提供了正确的依据。
(五)服务器端数据安全问题及对策
“数字校园一卡通”系统服务器端是存放数据的中心枢纽,必须有自己独立的服务器对终端刷卡机的数据进行回收和采集,通过磁盘阵列技术用RAID卡进行双硬盘备份,以确保数据不会丢失,确保“数字校园一卡通”系统服务器遇到紧急情况,系统会立即切换到备份数。
对系统设置每10分钟对所有的终端刷卡机数据进行回收和备份,这需要就服务器硬件有相应的要求,确保在数据大量回收的时候数据不会丢失,在网络通信方面也要采用千兆网卡和千兆网线来保障数据的畅通无阻,在传输数据过程中可能有的网段会出现网络拥堵现象,需要在不同的网段下配置一台或多台备用服务器,以防止出现该网段拥堵的情况下系统服务器数据丢失。在校园“一卡通”系统中为了保证校园“一卡通”系统平台数据的安全,我们采用了分层授权的数据安全机制。系统管理员在系统平台上给用户创建账号,然后再对用户进行账号分层授权,具体授权分为对单个用户的授权、通过用户组来授权和上级对下级授权三类。只有被授权的用户才可以使用系统中相应的资源,从而确保了校园“一卡通”系统平台数据的安全。安装SQL个人数据库,做好主要数据库的数据库备份和日志备份计划,并定期检查数据库信息是否丢失,从而确保了“数字校园一卡通”服务器系统平台数据的安全
三、结语
随着数字化校园建设的快速发展和不断深入,“数字校园一卡通”系统将不断完善,未来“数字校园一卡通”系统将全面服务学校教育教学的工作以及学校的各个部门,进而推进校园环境与社会环境接轨,并节约了大量的人力物力,为学校的广大师生提供安全、系统、科学、稳定的电子信息化服务,推进学校的产业化进程,进而真正做到“一卡在手,走遍校园”。
参考文献
[1] 薛华成编著.管理信息系统(第五版)[M].清华大学出版社,1996.